基于Matlab/Simulink的反馈控制算法比较(2)

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2.1.4 先进PID控制 8

2.1.5 伪微分反馈（PDF）控制 9

2.1.6 控制算法小结 13

2.2 数字PID控制算法原理 13

2.2.1 位置式PID控制算法原理 14

2.2.2 增量式PID控制算法原理 16

第三章常规PID及PDF控制算法计算机仿真 18

3.1 一阶被控对象 19

3.1.1 比例积分微分控制(pid) 19

3.1.2 伪微分反馈控制(pdf) 22

3.2 二阶被控对象 25

3.2.1 比例积分微分控制 25

3.2.2 伪微分反馈控制 28

第四章PDF与PID控制算法的比较 34

4.1 PDF与PID响应性能 34

4.2 PDF与PID抗干扰能力 35

4.3 PDF与PID鲁棒性 36

第一章绪论

1.1 MATLAB语言的特色

MATLAB和其他高层次的语言，如果高层次的语言和汇编语言，它们之间的联系，联系一样，因为虽然效率高层次的语言略低于组装，但其编程速度和理解，灵活性是远高于汇编语言。同样，MATLAB执行比效率较低，高层次的语言，它的编程效率和可读性，可移植性是远远高于其他高层次的语言，所以更适合科学计算MATLAB中从一个类似高级语言如专用启动，这不仅可以大大提高编程效率，而且可以大大提高编程质量和可靠性。事实上，专门从事科学计算与系统仿真研究人员，因为MATLAB语言可以很容易地重现几乎所有的C或Fortran语言功能的，因此，即使用户不知道C或Fortran编程语言如设计特点仍然是能强大，界面美观，性能稳定可靠，高品质的程序，将大大缩短开发周期，大大提高了可靠性和可信性。MATLAB语言具有精度更高的算术。一般来说，在矩阵式往往可以达到算术级的精度，当然，符合科学和工程运行的总体要求。如果矩阵的条件数大，矩阵参数中的一个小的变化，最终的结果可能会导致发生了很大的变化，在数学上这种现象被称为“恶劣条件下”的问题。如果该算法使用不当，它可能是最后一个不正确的结果。使用MATLAB这些错误一般不会出现，MATLAB是一个可靠的和数值上是稳定的，而使用C或其他高级语言程序，对于解决这样的问题，如选择不当算法可能会得出错误的结果。MATLAB的是一个复杂的矩阵作为基本编程单元是一个高层次的编程语言，它提供了各种矩阵操作和操作，并有强大的图形能力，它可以被广泛流传，到成为今天的国际科学和工程领域应用最广泛作为一个软件环境的喜爱。 MATLAB是一个高度集成的软件系统，该系统结合了科学和工程计算，图形，可视化，图像处理，多媒体处理于一体，并提供了一个有用的Windowst图像画面的设计理念，使用户能够设计一个用户友好的图像画面。 MATLAB语言在自动控制，飞机大工业，汽车，生物医学工程，语音处理，图像信号处理，雷达工程，信号分析，计算机技术等行业中都非常广泛的应用。

1.2 SIMULINK简介及其功能

MATLAB Simulink则是最重要的部件之一，它提供了一个动态系统建模，仿真和综合分析的综合环境。在这种环境下，没有很多编写程序，但仅通过一个简单而直观的鼠标操作，可以构建一个复杂的系统。 Simulink的，以适应广泛的清晰和精细的模拟和现实，效率高，柔软性等，并基于上述优点的Simulink已被广泛用于在控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计的结构和进程。虽然大量的第三方软件和硬件可以适用或规定适用的Simulink。在MATLAB的Simulink是一个可视化仿真工具是基于MATLAB的框图设计环境是动态系统建模，仿真和分析的一个软件包，被广泛应用于线性系统，非线性系统，数字控制和数字信号处理的建模和仿真。 Simulink的采样时间可以是连续的，离散的采样时间或两次采样时间建模的混合物，它也支持多速率系统，这是系统的不同部分具有不同的采样率。为了创建一个动态的系统模型，Simulink提供的框图建模图形用户界面（GUI），创建过程只需点击和拖动鼠标操作可以做到的，它提供了一个更快，更简单的方式，用户可以立即看到系统的仿真结果。Simulink则是一种动态和嵌入式系统的多域仿真和基于模型的设计工具。各种随时间变化的系统，包括通信，控制，信号处理，视频处理，图像处理系统，Simulink提供了一个交互式图形环境和一个可定制的模块库，它的设计，模拟，执行和测试。。在Simulink其他产品的基础架构扩展Simulink的多领域建模功能，而且还提供了相应的工具的设计，实施，验证和确认任务。紧密集成与MATLAB的Simulink，MATLAB可以直接访问了大量的工具，用于算法开发，仿真，分析和可视化，创建批处理脚本，定制和信号建模环境参数和测试数据定义撤消修改。